Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гомонова А.И. -> "Подготовка к вступительным экзаменам в МГУ. Физика " -> 72

Подготовка к вступительным экзаменам в МГУ. Физика - Гомонова А.И.

Гомонова А.И., Драбович К.Н., Макаров В.А., Никитин С.Ю., Полякова М.С. Подготовка к вступительным экзаменам в МГУ. Физика — МГУ, 2001. — 307 c.
Скачать (прямая ссылка): podgotovkakvstupitelexzamenam2001.pdf
Предыдущая << 1 .. 66 67 68 69 70 71 < 72 > 73 74 75 76 77 78 .. 98 >> Следующая

данном элементе цепи называется сопротивлением
источник переменной ЭДС E(t) = Е0 sin юг .
(3.5.12)
Рис. 3.5.4
Эта ЭДС вызывает в цепи переменный ток 1(0 = /0 Sin(G)f + ф),
(3.5.13)
Определения, понятия и законы
213
данного элемента переменному току. Для резистора это сопротивление равно
обычному омическому сопротивлению R (такому же, как и для постоянного
тока). Это сопротивление связано с нагреванием резистора током, т.е. с
переходом энергии тока в тепловую энергию, и называется активным. Для
конденсатора сопротивление равно Хс = 1 / (юС) и называется емкостным.
Для катушки индуктивности сопротивление равно XL = ooL и называется
индуктивным.
На омическом (активном) сопротивлении R ток и напряжение колеблются в
одинаковой фазе ( ф = 0 ). На конденсаторе С ток опережает напряжение на
90°
( ф = п / 2 ). На катушке индуктивности L колебания тока отстают от
колебаний напряжения на 90° ( ф = -л / 2 ). р 355
В цепи переменного тока напряжения на отдельных последовательно
включенных элементах могут быть сдвинуты по фазе относительно друг друга.
Амплитуду и фазу результирующего колебания напряжения можно легко
определить, пользуясь методом векторных диаграмм. Данный метод основан на
том, что любое гармоническое колебание наглядно представимо в виде
проекции на некоторое направление вектора, вращающегося с заданной
угловой частотой со , длина которого равна амплитуде колебаний. При этом
сложение колебаний сводится к нахождению суммы соответствующих векторов.
Колебания переменного тока и напряжения
изображают в виде векторов /0 и Е0 , вращающихся с одинаковой частотой со
против часовой стрелки и отличающихся амплитудой и сдвигом фаз (рис.
3.5.6). Таким образом, векторы тока и напряже-
214
Электромагнитные колебания и волны
ния при вращении не меняют своего взаимного расположения, т. е. сохраняют
постоянную разность фаз. Для схемы, состоящей из последовательно
включенных элементов R,L,C , векторная диаграмма изображена на рис.
3.5.7.
Сдвиг фаз для этой схемы определяется по формуле
со L-
1/
tg<p = -
чо С
R
а полное сопротивление цепи равно
Закон Ома для цепи переменного тока имеет вид:
/" =
(3.5.14)
(3.5.15)
(3.5.16)
Средняя мощность, выделяемая источником в цепи переменного тока
- IE
Р = -^-coscp = 1дЕд cos<p,
(3.5.17)
где /д, Ед - действующие значения тока и ЭДС. Множитель cos<p называется
коэффициентом мощности.
Резонанс в электрических цепях. Резонанс в электрической цепи наступает
при приближении частоты вынужденных колебаний со
к частоте собственных колебаний контура со0 . При резонансе резко
возрастают амплитуды колебаний токов и напряжений на элементах схемы.
Так, для контура, изображенного на рис. 3.5.4, резонансная амплитуда тока
равна /0 = ?0 / R и при малом сопротивлении
Определения, понятия и законы
215
R может достигать весьма больших величин даже при небольших значениях
ЭДС. Одновременно с ростом силы тока при резонансе резко возрастают
напряжения на конденсаторе и катушке индуктивности. Эти напряжения
становятся одинаковыми по величине:
и могут во много раз превосходить ЭДС.
Явление резонанса широко используется в радиотехнике. Так, настройкой
частоты колебательного контура радиоприемника на частоту передающей
радиостанции можно добиться значительного увеличения амплитуды
электромагнитных колебаний в контуре.
Открытый колебательный контур. Обычный (его можно назвать закрытым)
колебательный контур практически не излучает электромагнитные волны,
поскольку энергия электромагнитных колебаний сосредоточена в очень малой
области пространства. Так, энергия электрического поля заключена внутри
конденсатора, а энергия магнитного поля - внутри катушки индуктивности.
Чтобы излучение электромагнитных волн стало достаточно интенсивным, нужно
обеспечить существование переменного электрического поля в большой
области пространства, не экранированной металлическими пластинами. Этого
можно добиться, раздвигая пластины конденсатора и уменьшая их размеры.
Заменив одновременно катушку индуктивности прямым проводником, мы получим
так называемый открытый колебательный контур. В простейшем случае
открытый контур представляет собой стержень с шариками на концах,
разделенный посередине небольшим разрядным промежутком. Если зарядить
шарики достаточно большими зарядами противоположного знака, то в
разрядном промежутке произойдет пробой воздуха, и в контуре возникнут
электромагнитные колебания высокой частоты. Механизм возникновения
колебаний такой же, как и в закрытом контуре, однако емкость теперь
определяется емкостью шариков, а индуктивность - индуктивностью стержня.
Опыты Герца. В 1881-1888 годах немецкий физик Генрих Герц
(3.5.18)
216
Электромагнитные колебания и волны
проводил опыты с разрядом, создаваемым мощной индукционной катушкой в
искровом промежутке открытого колебательного контура. Ему удалось
получить сверхбыстрые колебания электрического тока в прямолинейном
отрезке проводника с периодом колебаний тока около 10'8 секунды.
Предыдущая << 1 .. 66 67 68 69 70 71 < 72 > 73 74 75 76 77 78 .. 98 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed